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Tree Legumes in Medium-Term Fallows: Nitrogen Fixation, Nitrate Recovery and Effects on Subsequent Crops Wortmann, C.S. & Kaizzi, C.K. Abstract Fallows improved with tree legumes have a potential role in soil fertility management in the sub-humid tropics. In addition to N2 fixation, deep rooting species can be used to redistribute leached nutrients to the topsoil while producing useful woody by-products. Such fallows are not very effective in improving phosphorus availability, however, and supplying P from other sources may be required to take full advantage of the improved fallows. Busumbu rock P is a potential source of P, but of low reactivity. Our objectives were to compare three tree or shrub legumes with Mucuna [Mucuna pruriens (L.) DC. var. utilis], to determine their rotation effects on subsequent crops and on P availability from Busumbu P rock. Legume effects on the fixation of atmospheric N and nitrate recovery were determined in a sub-humid, bi-modal rainfall system. Fallows improved with sesbania (Sesbania sesban) and tephrosia (Tephrosia vogellii) produced more biomass and fixed more N than those fallows improved with pigeonpea (Cajanus cajan) or mucuna. Pigeonpea derived only about 11% of plant N from the atmosphere compared to 49% for sesbania and tephrosia. The maize-bean [Zea mays (L.)]-[Phaseolus vulgaris (L.)] intercrop was most productive following sesbania and tephrosia fallow and least productive after the fallow improved with pigeonpea. All legumes and food crops failed to acquire significant amounts of P from the P rock. Sesbania and tephrosia were most efficient in recovery of nitrates from below 50 cm depth. The carbon:N ratios were low enough for the biomass of all fallows to allow early mineralisation of N, but the C:P ratios were within the critical level range for a net immobilisation of P following application. Generally, recovery by the subsequent maize-bean intercrops of N supplied in the biomass of tephrosia and sesbania was poor and the results indicate that much of the biomass N was lost. Recovery of N may be improved by transfer of a major part of the legume biomass to manure adjacent land which was continuously cropped. Keywords Cajanus cajan, cover crops, fallow, green manure, Mucuna pruriens, Sesbania sesban, Tephrosia vogellii, Uganda

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Wortmann, C.S. & Kaizzi, C.K. Résumé Les jachères améliorées avec des arbustives ont un rôle potentiel dans la gestion de la fertilité du sol dans la région sous humide tropicale. En plus de la fixation de lazote , des espèces à racines profondes peuvent être utulisées pour recycler des élements lessivés de la partie supérieure du sol en même temps produisant du bois utile. De telles jachères ne sont pas effectives dans l'amélioration de la disponibilité du phosphore, cependant, en fournissant du P des autres sources peuvent être nécessaires pour donner avantages aux jachères améliorées. La roche à P Bususmbu est une source potentielle du P mais à faibe réaction. Nos objectifs étaient de comparer trois arbres ou arbustes avec Mucuna [Mucuna prureins (L)DC. Var. utilis], déterminer leurs effets de rotation sur les cultures subséquentes et sur la disponibilité du P de la roche à P Busumbu. Les effets des légumeuses sur la fixation de lazote atmosphérique et la restitution de lN ont été déterminés dans un système de précipitation bimodale sous humide. Les jachères améliorées avec Sesbania (Sesbania sesban) et tephrosia (Tephrosia vogellii) ont produit plus de biomasse et ont fixé beacoup d N plus que les jachères améliorées avec le pois cajan (Cajanus cajan) ou mucuna. L'association maïs-haricot[ (Zea mays (L)-Phaseolus vulgaris (L.) etait la plus productive suivie de la jachère de sesbania et tephrosia moins productive après la jacheèe améliorée avec le pois cajan. Toutes les légumineuses et les cultures ont échoué à acquérir des quantités significatives de P de la roche à P . Sesbania et tephrosia étant les plus efficaces dans le recouvrement des nitrates des profiles profonds. Leurs rapports C/N étaient suffisament faibles pour les biomasses de toutes les jachères pour permetre une minéralisation delN, mais les rapports C/P étaient dans les limites critiques pour une immobilisation nette du P après application. Générallement, le recouvrement de lazote de lassociation du maïs-haricot ultérieur fourni par la biomasse de tephrosia et sesbania était pauvre et les résults indiquent que beacoup dazote de cette biomasse était perdue. Le recouvrement de lazote peut être amélioré par le transfert de la grandse partie de la biomasse de légumineuses à la fumure de la terre adjacente qui étaient cultivé continuellement. Mots Clés Pois cajan, culture de couverture, jachère, engrais vert, Mucuna pruriens, Sesbania sesban Tephrosia vogellii, Uganda

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